Vilka är några unika egenskaper hos den specifika granitvärmen?


Bästa svaret

Det enda sättet på vilket granitens specifika värme är unik är att den skiljer sig åt en mer eller mindre utsträckning, från alla andra material. Men det gäller alla material. Skillnaderna är ibland ganska kontraintuitiva.

Specifik värme är mängden värme som krävs för att höja en given massmassa med 1 grad temperatur. Det förblir konstant över ett stort temperaturintervall förutsatt att tillståndet (fast, flytande, gas) för materialet inte förändras under processen.

Enheterna varierar men i vetenskapen ges det vanligtvis som Joule / Kg / 1C. C kan ersättas med den absoluta Kelvin-temperaturen men siffrorna förblir desamma. Med den mätningen visas resultaten för några få material inklusive granit nedan. Tänk på att volymen på 1 kg väte är enorm.

Granit 820

Vatten 4200

Väte 14 300

Luft 993

Marmor 2100

Betong 880

Bly 129

Koppar 385

Det är intuitivt att granit och betong bör vara lika men inte att marmor ska vara så mycket högre än granit eller bly så mycket lägre. Att granit borde vara ganska lik luft verkar förvånande. Men det handlar bara om egenskaperna hos de ingående molekylerna.

Svar

Grundläggande, att de förvandlar den oordnade, slumpmässiga energin till värme till riktningskrafter: en fram- och återgående kolv, en snurraxel, raketmotorns dragkraft etc.

Historiskt byggde vi värmemotorer – mest kända ångmotorer – under ett tag, förbättrade deras effektivitet genom att tinka och tumregel, innan den lysande Sadi Carnot drog ut deras verksamhet till formella principer. Som både invigde studiet av termodynamik och gav ingenjörer vägledning mot bättre design. (Observera att detta var långt innan vi hade en kvantitativ kinetisk teori om värme – de slumpmässigt studsande atomer / molekyler – precis som vi hade använt spakar och andra enkla maskiner långt innan det fanns en vetenskap om mekanik.)

Sedan dess har begreppet värmemotorer expanderat bortom enheter som gör mekaniskt arbete för oss: t.ex. kan vi säga att atmosfären är en värmemotor som driver global cirkulation och vindar, cykling av vatten in i och ut ur atmosfären etc.

Vi kan se organismer som värmemotorer där energin från oxidation, solljus etc. passerar genom långa kaskader av kemiska reaktioner och utarbetar mikrostrukturer innan vi producerar ”arbetet” av en snurrande bakteriell flagellum, av ett träd som lyfter vatten från rötter till löv eller av dina muskler.

Vi kan till och med analysera beräkning som en värmemotor och bestämma det teoretiska minimumet av arbete som behövs för att ”vända” ett relä, en transistor eller en kvantbit från 0 till 1 och tillbaka … som samt hur stor kylfläns, värmepipa, kylvätskeslinga, fläkt eller någon annan enhet som behövs för att hålla mikroprocessorn som lägger dessa ord framför dig från att smälta ner.)

Värmemotorer: de är inte bara för att pumpa ut vatten ur kolgruvor längre!

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *